一种暂态相不对称识别接地算法的制作方法

1.本发明涉及电力通信协议开发过程控制技术领域，具体为一种暂态相不对称识别接地算法。


背景技术：

2.我国的配电网中性点接地方式与运行规程，采用经消弧线圈接地或不接地方式，并且在单相接地故障发生时允许系统带故障运行2小时。随着配电网规模的扩大，配电网单相接地故障后引起的安全事故频繁发生，很多短路故障是由单相接地故障引起的，单相接地故障的过电压造成相间短路故障。此外，配电线路断线引起的单相接地故障也会造成人身伤亡事故，带接地故障运行两小时已经不适应配电网安全稳定运行的要求。同时单相接地故障的处理过程需要通过选线或人工拉路的方式找到故障线路，由于选线装置应用效果不佳，人工拉路造成非故障线路短时停电，在进一步查找接地故障区段的过程中又需要逐段线路停电，所以带接地故障运行并没有提高供电可靠性，相反还造成非故障区域的连带停电，反而降低了可靠性。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种暂态相不对称识别接地算法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种暂态相不对称识别接地算法，包括如下步骤：
5.步骤1：变化量启动判断；
6.步骤2：三相相似度求值及最大电流幅值判断；
7.步骤3：三相相似度至少一相相似度小于-0.5；
8.步骤4：若上述满足条件进行防抖处理，满足防抖条件后判断为区内故障；
9.步骤5：若上述不满足条件进行防抖处理，满足防抖条件后判断为区外故障。。
10.进一步地，所述装置启动元件采用零序电压、零序电流采样值的突变量进行装置启动判别，识别故障发生的起始时刻。
11.进一步地，所述启动元件一旦动作，则展宽一段时间后，靠稳态零序电压保持，其后计算结果有效，如果无稳态零序电压，则此展宽期间计算结果无效，所述对于启动元件，由于零序电压灵敏度比零序电流灵敏度高，采用零序电压作为启动元件，所述当无法接入零序电压或三相电压时，可采用零序电流变化量作为启动元件。
12.进一步地，所述启动元件动作后进入相似度判断，根据叠加原理，非故障线路的三相电流暂态变化量为对称分量，而故障线路的三相电流变化量不对称，所述根据三相电流变化量的相似度判别是否本线路故障。
13.相似度计算方式：
14.在二维空间中向量a(x1,y1)与向量b(x2,y2)的夹角余弦公式：
[0015][0016]
两个n维样本点a(x11,x12,
…
,x1n)和b(x21,x22,
…
,x2n)，可以使用类似于夹角余弦的概念来衡量它们间的相似程度。
[0017][0018][0019]
夹角余弦取值范围为[-1,1]。夹角余弦越大表示两个向量的夹角越小，夹角余弦越小表示两向量的夹角越大。当两个向量的方向重合时夹角余弦取最大值1，当两个向量的方向完全相反夹角余弦取最小值-1。
[0020]
以示意图为例，在1659与1665之间发生故障，波形暂态量分析结果分别如图2-4所示。
[0021]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0022]
1、该暂态相不对称识别接地算法，高灵敏度，高准确率，适应性强，真正的“通过性”测量，只需测量点配置三个电流互感器，可以准确接地故障的小故障电流，检测与负荷电流无关、不受系统对地电容影响，检测与系统消弧线圈调谐情况无关，电网系统消弧线圈的调谐情况不会影响装置的测量结果，“相不对称”测量只需考虑电流的变化，接地故障瞬间，电网结构发生突变，相应电流向量也发生突变，“相不对称”测量技术基于这一基础上，通过相不对称算法获得有效的判据，实现对小电流故障信号的检测，无需电压量测量。
附图说明
[0023]
图1为本发明的算法流程示意图；
[0024]
图2为本发明的某地配网结构示意图；
[0025]
图3为本发明的1665开关电流暂态量分析结果示意图；
[0026]
图4为本发明的1659开关暂态量分析结果示意图。
具体实施方式
[0027]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]
一种暂态相不对称识别接地算法，如下步骤：
[0029]
步骤1：装置启动元件采用零序电压、零序电流采样值的突变量进行装置启动判别，识别故障发生的起始时刻。
[0030]
步骤2：三相相似度求值及最大电流幅值判断；
[0031]
相似度计算方式：
[0032]
在二维空间中向量a(x1,y1)与向量b(x2,y2)的夹角余弦公式：
[0033][0034]
两个n维样本点a(x11,x12,
…
,x1n)和b(x21,x22,
…
,x2n)，可以使用类似于夹角余弦的概念来衡量它们间的相似程度。
[0035][0036][0037]
夹角余弦取值范围为[-1,1]。夹角余弦越大表示两个向量的夹角越小，夹角余弦越小表示两向量的夹角越大。当两个向量的方向重合时夹角余弦取最大值1，当两个向量的方向完全相反夹角余弦取最小值-1。
[0038]
步骤3：三相相似度至少一相相似度小于-0.5；
[0039]
步骤4：若上述满足条件进行防抖处理，满足防抖条件后判断为区内故障；
[0040]
步骤5：若上述不满足条件进行防抖处理，满足防抖条件后判断为区外故障；
[0041]
本发明提出基于一种暂态相不对称识别接地算法，利用单相接地故障发生时健全线路的三相突变电流波形近似，故障线路三相突变电流差异很大，“相不对称”检测技术就是基于接地故障发生时的电流特征的检测，根据算法计算出三相电流的“不对称度”判断三相电流不对称，判别故障线路及故障相。
[0042]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0043]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。